Les locaux parisiens sont devenus trop étroits, et décision est prise de déménager l’Institut sur les hauteurs d’Orsay, près de la future Université Paris-Sud, où se sont déjà regroupées quelques activités de la faculté des sciences de Paris, sous l’impulsion d’Irène et Frédéric Joliot-Curie.
L’Institut arrive en 1965 au bâtiment 503, et est inauguré le 31 janvier 1967. Il laisse sur place à Paris une partie de ses activités de recherche, qui seront rapatriées en 1975 après l’agrandissement du bâtiment principal. Cette arrivée coïncide peu ou prou avec l’arrivée dans les laboratoires du laser, qui va considérablement influencer la recherche et l’enseignement dans l’établissement.
(Voici une petite vidéo où l’Institut d’Optique apparaît à partir de 8’46 » )
Ainsi, c’est au cours de cette période qu’apparaissent les premières expériences d’optique non-linéaire, d’opto-électronique ainsi que d’études du rayonnement X-UV. Bien sûr, la physique quantique n’est pas en reste, en témoignent les expériences d’Alain Aspect sur la violation des inégalités de Bell au début des années 1980. Enfin, les nanosciences ainsi que l’optique atomique rejoindront également les thèmes de recherche du laboratoire, qui prendra le nom Laboratoire Charles Fabry de l’Institut d’Optique en 1998.
L’enseignement se fait désormais en trois années, et l’accès à l’école se fait depuis le concours commun Centrale-Supélec. Sur le plateau, les étudiants sont à proximité de l’université, mais aussi d’HEC, de Supélec, et de Polytechnique. Les promotions auparavant très réduites dépassent la cinquantaine jusqu’à atteindre plus de quatre-vingt étudiants dans les années 2000, ce qui s’accompagne du développement considérable de l’activité étudiante dans l’établissement.
